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CARACTERIZACIÓN DEL ESTADO TRÓFICO
DE LA LAGUNA DE YAMBO
MEDIANTE ANÁLISIS DE FÓSFORO
TROPHIC STATUS SURVEY OF THE LAGUNA DE YAMBO BASED
ON PHOSPHORUS ANALYSIS
Estefanía Orquera
1
& Marcelo Cabrera
2
Recibido: 30 de septiembre 2019 / Aceptado: 16 de diciembre 2019
DOI: 10.26807/ia.v8i1.119
Palabras clave: Índice de Estado trófico, Laguna de Yambo,
Modelo de Carlson, Modelo de Aizaki, Profundidad Secchi.
Key
words: Trophic State Index, Laguna de Yambo, Carlson Model,
Aizaki Model, Secchi Depth.
RESUMEN
En
esta investigación se realizó una caracterización de la calidad de agua de la
Laguna de Yambo, ubicada en la provincia de Cotopaxi – Ecuador, a 12 km sur
de Salcedo, con el fin de determinar el estado trófico de este cuerpo de agua y
la detección de procesos de eutrofización. Para ello se tomaron muestras
con-
siderando
un método específico de muestreo. En primera instancia se definió
1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador, (*correspondencia: eiorquera@puce.
edu.ec)
2 Universidad Internacional SEK, Quito, Ecuador (marcelofabian_cabrerajara@yahoo.com)
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cinco puntos de análisis en la laguna de acuerdo con coordenadas obtenidas
mediante GPS en épocas distintas del año, aquí las muestras se obtuvieron a
distintos niveles de profundidad y se analizaron parámetros tales como: oxígeno
disuelto, conductividad, pH, temperatura y concentración de fosfatos. En la
evaluación del índice de estado trófico (IET) de la Laguna de Yambo se utilizó
dos criterios: el Modelo de Carlson y Modelo de Aizaki. Se efectuó una com-
paración entre las fórmulas propuestas en ambos modelos para determinar la
concentración de fósforo total y transparencia (Profundidad Secchi) basados en
los resultados obtenidos y en consideración a los intervalos de confianza para
el Índice de estado Trófico. En la época seca se tiene 73,70 ± 3,92 y 78,01 ±
0,29 y en la época húmeda, 72,22 ± 2,44 y 76,67 ± 1,41, con lo cual se puede
inferir que la Laguna de Y
ambo se encuentra en un estado eutrófico.
ABSTRACT
In this research a characterization of the water quality of the Laguna de Yambo,
located in the province of Cotopaxi - Ecuador, 12 km south of Salcedo, was car-
ried out in order to determine the trophic state of this body of water and the de-
tection of eutrophication processes. For this
research, five sample points were
taken considering a specific method of sampling. First, five points of analysis
was defined in different seasons of the year in the lagoon, according to coordi-
nates obtained by GPS, here the samples were obtained at different depth levels,
and parameters such as: dissolved oxygen, conductivity, pH, temperature and
phosphate concentration were analyzed. In the evaluation of the trophic state
index of the Laguna de Yambo, two criteria were used, the Carlson Model and
Aizaki Model and a comparison was made between the formulas proposed in
both models to determine the total phosphorus concentration and transparency
(Secchi Depth), based on the obtained results, and taking into account the con-
fidence intervals for the Trophic Status Index, in the dry season there are 73.70
± 3.92 and 78.01 ± 0.29, and in the wet season, 72.22 ± 2.44 and 76.67 ± 1.41,
therefore it can be inferred that the Laguna de Yambo is in a eutrophic state.
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Considerada de origen tectónico, la
Laguna de Yambo, se localiza en la
Provincia de Cotopaxi a 12 km al sur
de Salcedo, vía a Ambato en la Parro-
quia Antonio José Holguín. Con rela-
ción a la carretera Panamericana, se
encuentra unos 150 m más abajo y
tiene una extensión de 1100 m de
largo por 290 m de ancho. La laguna
pr
esenta una formación vegetal de
matorral húmedo montano, una tem-
peratura que oscila entre los 10 y 22
°C y en los últimos años se ha hecho
evidente un alto desarrollo de algas y
zonas turbias (Toapanta, 2017).
Considerando que existe contamina-
ción de origen antropogénico, de-
bido a desechos de complejos
privados aledaños que son arrojados
directamente sin tratamiento y la de-
vastación de la vegetación cercana,
se realizó
un análisis del estado tró-
fico de la laguna con el fin de deter-
minar las condiciones y calidad de
este cuerpo de agua (Toapanta, 2017;
Rueda, 2017).
Indicadores de procesos de eutrofiza-
ción son el contenido de fósforo, ni-
trógeno y clorofila, que estimulan el
crecimiento del fitoplancton, espe-
cialmente de algas, y el análisis de la
profundidad Secchi (Álamo et al.,
2013).
Co
nsiderando estos parámetros se
analiza los diversos estados tróficos
que las fuentes hídricas pueden pre-
sentar. Así, se tiene el estado oligotró-
fico, donde las fuentes de agua
presentan alta transparencia, lo que
permite el paso de la luz hasta el
fondo, con poca cantidad de nutrien-
tes y sustancias húmicas, lo que re-
sulta en una baja producción vegetal.
(López Martínez & Madroñero Pala-
cios, 2015;
Fraile, Pozo, Ciencias, &
Vasco, 1994) y, el estado mesotrófico
que muestra cuerpos de agua con ca-
racterísticas intermedias entre esta-
dos extremos de concentración de
nutrientes y biomasa, un oligotrófico
(baja concentración) y un eutrófico
(alta concentración) (CEPIS, 1989).
Se puede apreciar condiciones de eu-
trofización en fuentes de agua cuan -
do se tiene niveles de nutrientes
particularmente altos, con produc-
ción v
egetal excesiva y estancamien -
to de agua, situación prácticamente
INTRODUCCIÓN
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irreversible por la abundancia anor-
mal de nutrientes. Situaciones de ex-
trema eutrofia –donde la luz es el
factor medioambiental dominante de
control de crecimiento– ocurren en
estados hipertróficos (Resendiz,
2012).
En la Tabla 1 se muestran las cuatro
categorías del Índice de Estado Tró-
fico de Carlson (1977) o TSI (Trophic
state index).
Tabla 1. Índice de Estado Trófico (TSI)
TSI
Oligotrófico Mesotrófico
TSI < 30 30 < TSI < 60
Eutrófico Hipertrófico
60 <
TSI < 90 90 < TSI < 100
A pesar de que en otros estudios se
ha señalado que la laguna es de tipo
Eutrófica, como aquellos llevados a
cabo por Toapanta (2017) y Rueda
(2017), la presente investigación bus -
ca caracterizar el estado trófico de la
Laguna de Yambo. El lugar se consi-
dera un potencial sitio turístico, seña-
lado en trabajos como los de Villaroel
y Ortiz (2015) y Torres (2019). Con el
incremento de visitantes, construc-
ción de
localidades para actividades
recreativas, entre otros, se pueden
acarrear impactos medioambientales,
razón por la que monitoreos ambien-
tales continuos de este cuerpo de
agua fomentarían acciones para su
preservación.
MATERIALES Y MÉTODOS
Para la evaluación de la eutrofización
de la Laguna de Yambo, se llevaron a
cabo dos salidas de campo, en dos
épocas distintas del año. La primera
salida fue el 15 de junio de 2019 y la
segunda el 2 de noviembre de 2019,
que coinciden con la época seca, de
junio a septiembre, y época húmeda,
septiembre a mayo, de acuerdo a in-
formación de la estación meteoroló-
gica Rumipamba–Salcedo del Anuario
2017 del INAMHI (Inamhi, 2017). Se
usó un GPS Garmin Etrex H, donde
se tomaron las coordenadas y se se-
leccionó los puntos mostrados en la
Tabla 2.
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Tabla 2. Puntos de Muestreo
PUNTO Coordenadas (UTM):
Zona 17, hemisferio S
X Y
A 768296,2 9878356,5
B 768127,1 9878356,5
C 768390,8 9878158,0
D 768487,7 9877951,5
E 768651,1 9877681,2
En la Figura 1, se reportan los puntos indicados.
Figura 1. Ubicación puntos de muestreo
Con una jarra se tomó una muestra
de 1 L de agua superficial y, con la
ayuda de un equipo para toma de
muestras de agua tipo Van Dorn, se
tomó una muestra de 1 litro de agua
a 2 metros de profundidad. Ambas
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muestras fueron recolectadas y mez-
cladas en un recipiente plástico pre-
viamente homogenizado. Así se
formó una muestra compuesta de 2
litros en cada punto de muestreo
(NTE INEN 2117:2013, 2013).
En estos puntos se determinó la pro-
fundidad Secchi. La muestra com-
puesta recolectada en cada punto fue
almacenada bajo sombra. Una vez
en el muelle, se analizó oxígeno di-
suelto, conductividad, pH y tempera-
tura, mediante un equipo multipará-
metro HA
CH HQ40D. Se determinó
la concentración de fosfatos con el
Espectrofotómetro HACH DR/850. Se
escogió como método estándar de
análisis de agua y aguas residuales el
Método PhosVer 3 (ácido ascórbico),
Fósforo Reactivo (0 a 2,50 mg / L
PO
4
3-
) que requirió un tiempo de re-
acción de 3 minutos.
La determinación del índice de es-
tado trófico de la Laguna de Yambo
se realizó tomando como referencia
los trabajos investigativos de López et
al. (2015), y Fraile et al. (1994), eva-
luando los siguientes dos criterios:
Índice de Carlson o índice de estado
trófico (IET):
El modelo de Carlson propuesto en
1977 emplea el Disco de Secchi para
determinar la transparencia del agua
y, en conjunto con la concentración
de fósforo total, se obtiene la ecua-
ción que determina el Índice de
Es-
tado T
rófico IET.
Fósforo total (PT):
La ecuación que relaciona la canti-
dad de fósforo total con el índice de
estado trófico es:
PT: concentración de fósforo en g/L.
Profundidad Secchi:
La ecuación que relaciona la transpa-
rencia con el índice de estado trófico
es:
Sec es el promedio de la altura Sec-
chi tomada con el disco que lleva el
mismo nombre, en metros.
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Modelo de Aizaki:
El modelo de Aizaki et al (1981) re-
sulta una modificación al IET pro-
puesto por Carlson donde incluye
coeficientes específicos para los ele-
mentos que integran la ecuación de
estado trófico:
Fósforo Total (PT):
La ecuación que relaciona el fósforo
total con el índice de estado trófico
es:
PT
: concentración de fósforo en mg/L.
Profundidad Secchi:
La ecuación que relaciona la transpa-
rencia con el índice de estado trófico
es:
DS: promedio altura Secchi en me-
tros.
En la Tabla 3 se muestran los valores
bibliográficos tomados como referen-
cia para la determinación del IET.
Tabla 3. Escala de valores del estado trófico en los cuerpos de agua
Estado de Eutrofia TSI Ds (m) Pt (mg/m
3
)
0 64 0,75
Oligotrófico 10 32 1,5
TSI < 30 20 16 3
30 86
Mesotrófico
40 4 12
30 < TSI < 60
50 2 24
60 1 48
Eutrófico
70 0,5 96
60 < TSI < 90
80 0,25 192
90 0,12 384
Hipereutrófico
90 < TSI < 100 1
00 0,06 768*
Modificado de Carlson (1977; 1980)
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En la Tabla 4 y Tabla 5 se presentan
los resultados de los parámetros fisi-
coquímicos de la muestra tomada en
los puntos de muestreo de las fechas
indicadas anteriormente:
Tabla 4. Parámetros fisicoquímicos
15 jun-2019
Punto
Tempera-
pH
Conducti- O
2
tura vidad disuelto
(ºC) —- μS/cm mg/L
A 19,4 8,93 2610 6,95
B 19,5 8,81 2489 6,88
C 19,7 8,87 2530 6,82
D 19,9 8,80 2356 6,80
E 19,7 8,90 2651 6,85
Tabla 5. Parámetros fisicoquímicos
2 nov-2019
Punto
Tempera-
pH
Conducti- O
2
tura vidad disuelto
(ºC) —- μS/cm mg/L
A 18,1 8,71 2190 6,73
B 18,0 8,78 2278 6,79
C 17,9 8,81 2474 6,70
D 18,0 8,77 2389 6,71
E 18,2 8,86 2463 6,81
Para el caso de la altura Secchi, fos-
fatos y fósforo, se muestran en la
Tabla 6 y Tabla 7 los valores para las
dos fechas de medición
Tabla 6. Altura Secchi, Fosfatos y fósforo,
15 jun- 2019
Punto
Altura
Fosfatos *Fósforo
Secchi
m mg/L μg/L
A 0,476 0,62 202,21
B 0,481 0,61 198,95
C 0,485 0,67
218,52
D 0,488 0,65 211,99
E 0,479 0,66 215,25
Tabla 7. Altura Secchi, Fosfatos y fósforo,
2 nov- 2019
Punto
Altura
Fosfatos *Fósforo
Secchi
m mg/L μg/L
A 0,490 0,56 182,64
B 0,494 0,53 172,86
C 0,491 0,50 163,07
D 0,489 0,59 192,42
E 0,493 0,49 159,81
*
Calculado sobre la base de relaciones estequiométricas a
partir del dato de concentración de fosfatos
Los resultados obtenidos del IET em-
pleando ambos modelos, para el 15
de junio de 2019 se muestran en la
Tabla 8 y en la Tabla 9:
RESULTADOS
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Tabla 8. Índice de estado Trófico
según Modelo Carlson (15 jun 2019)
Modelo Carlson
Punto IET
PT
IET
Sec
IEC
Prom
IEC
Desv.
Std
A 76,37 70,71 73,54 4,00
B 76,14 70,56 73,35 3,95
C 77,49 70,44 73,97 4,99
D 77,06 70,35 73,70 4,74
E 77,28 70,62 73,95 4,71
PROMEDIO 73,70 ± 4,48
Intervalo de Confianza 3,92
Tabla 9. Índice de estado Trófico
según Modelo Aizaki (15 jun 2019)
Modelo Aizaki
Punto IET
PT
IET
Sec
IEA
IEC
Desv.
Prom Std
A 77,44 78,35 77,90 0,65
B 77,24 78,18 77,71 0,66
C 78,41 78,03 78,22 0,27
D 78,03 77,93 77,98 0,08
E 78,23 78,25 78,24 0,01
PROMEDIO 78,01 ± 0,33
Intervalo de Confianza 0,2
9
Las determinaciones de IET con
ambos modelos del 2 de noviembre
de 2019 se muestran en la Tabla 10 y
en la Tabla 11:
Tabla 10. Índice de estado Trófico
según Modelo Carlson (2 nov- 2019)
Modelo Carlson
Punto IET
PT
IET
Sec
IEC
IEC
Desv.
Prom Std
A 74,90 70,29 72,60 3,26
B 74,11 70,17 72,14 2,78
C 73,27 70,26 71,77 2,13
D 75,66 70,32 72,99 3,77
E 72,98 70,20 71,59 1,96
PROMEDIO 72,22 ± 2,78
Intervalo de Confianza 2,44
Tabla 11. Índice de estado Trófico
según Modelo Aizaki (noviembre 2019)
Modelo Aizaki
Punto IET
PT
IET
Sec
IEA
Prom
IEC
Desv.
Std
A 76,16 77,86 77,01 1,20
B 75,47 77,72 76,60 1,59
C 74,74 77,82 76,28 2,18
D 76,82 77,89 77,36 0,76
E 74,49 77,75
76,12 2,31
PROMEDIO
76,67 ± 1,61
Intervalo de Confianza 1,41
De acuerdo con los resultados obte-
nidos, y tomando en consideración
los intervalos de confianza para el Ín-
dice de estado Trófico, en la época
seca se tiene 73,70 ± 3,92 y 78,01 ±
0,29 y en la época húmeda, 72,22 ±
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2,44 y 76,67 ± 1,41. Con esto se
puede inferir que la Laguna de
Yambo se encuentra en un estado eu-
trófico.
DISCUSIÓN
Esta investigación permitió determi-
nar, a partir de análisis de parámetros
fisicoquímicos en ambas épocas del
año del estudio, que el pH supera un
valor de 8,71 en cada punto de mo-
nitoreo, lo cual significa que existe
una disminución de acidez, de
acuer do con lo señalado por Toa-
panta (2017), probablemente por la
presencia y proliferación de algas
que emplean CO
2
para su creci-
miento y producción.
La inspección in situ mostró, en los
puntos A, C y E la existencia de zonas
pobladas, construcción de lugares de
esparcimiento y con ello efluentes
enviados directamente a la laguna sin
tratamiento, los cuales pueden ser
considerados fuentes de contamina-
ción y a su vez causas de procesos de
eutrofización.
En la época seca se aprecia una
may
or concentración de fosfatos que
en la época húmeda, lo cual permite
inferir posibles diluciones; sin em-
bargo, no son representativas, pues
los IET son superiores a 70, con lo
que se deduce procesos de eutrofiza-
ción de la Laguna de Yambo.
Como se menciona en la investiga-
ción de Jarosiewicz et al. (2012), en
la determinación del estado trófico
actual de ocho lagos de Polonia em-
pl
eando el índice de estado trófico de
Carlson (IET) con el cálculo de fós-
foro total (TP) y otros parámetros
como Clorofila a y Nitrógeno, indica
que los lagos presentan estados entre
mesotróficos y eutróficos. Esta deter-
minación se ve confirmada principal-
mente por el índice derivado de la
concentración de fósforo total. Los
valores de TP en los lagos analizados
son más altos que los valores de los
ín
dices calculados en base a las otras
variables con lo cual el estado trófico
está asociado con los valores más
altos de TP en todos los lagos investi-
gados. Así se tiene: el Lago Jelén con
un IET (TP) de 64,8 y el Lago Rybiec
con 79, el Niezabyszewo con 77,8,
Czarne con 72,5, Chotkowskie con
79,1, Obłeze con 78,1, Jasie´nS 75,9,
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Jasie´n N 73,3. Con estos resultados,
el estudio señala que altas concentra-
ciones de fósforo se ven asociados
con un inadecuado o no sistema
existente de aguas residuales, princi-
palmente en zonas rurales, como lo
que ocurre con el Lago Rybiec y
Obłeze, que carecen de plantas de
tratamiento de aguas residuales en
sus inmediaciones. En consecuencia,
existe tendencia al crecimiento exce-
sivo de algas, un enturbiamiento de
estos lagos y una reducción progre-
siva de la biodiversidad lacustre (Ja-
rosiewicz, Ficek, & Zapadka, 2012).
Estudios
realizados en Colombia por
López y Madroñero (2015) para la
determinación del estado trófico de
un lago tropical de alta montaña, la
Laguna de La Cocha mediante el Ín-
dice de estado Trófico de Carlson du-
rante un año de evaluación, 2013,
determinó un estado oligotrófico, de-
bido a la carencia de nutrientes y
contaminación por causa de activi-
dades antropogénicas
en este tipo de
lagunas de altura. La laguna de La
Cocha se encuentra ubicada a unos
20 km de Pasto, a 2.800 metros sobre
el nivel del mar y rodeada por mon-
tañas (López Martínez & Madroñero
Palacios, 2015).
Por otra parte, en el estudio de Li et
al. (2010), para evaluar el estado tró-
fico del agua en los humedales del
parque de
Xixi en China también se
empleó el Índice de estado Trófico de
Carlson, el cual evidenció un estado
de eutrofización. En el análisis de re-
sultados se determinó que esta con-
dición puede estar asociada a que
este cuerpo de agua recibe gran can-
tidad de nutrientes por su cercanía a
cultivos y ciudades que envían sus
aguas sin tratamiento previo (Li et al.,
2010).
En este sentido, los resultados obte-
nidos para la Laguna de Yambo son
consistentes con los establecido en
las in
vestigaciones de Jarosiewicz et
al. (2012), Li et al. (2010), Toapanta
(2017) y Rueda (2017) quienes indi-
can que un estado eutrófico de los
cuerpos de agua se relaciona con la
cantidad de nutrientes introducidos
producto de actividades antropogéni-
cas en los alrededores, lo que trae
como consecuencia el probable cre-
cimiento acelerado de biomasa y
pérdida de biodiversidad de la La-
guna. Se complementan con lo dicho
por López
y Madroñero (2015), que
manifiestan que los cuerpos hídricos
con poca o ninguna contaminación
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a causa de la intervención humana
presentan estados oligotróficos, que
permiten la conservación de sus eco-
sistemas y de la variedad de seres
vivos.
CONCLUSIONES
De acuerdo con los resultados de Ín-
dice de estado Trófico, empleando
los modelos de Carlson y de Aizaki,
en la época seca se tienen 73,70 ±
3,92 y 78,01 ± 0,29 y en la época
húmeda, 72,22 ± 2,44 y 76,67 ±
1,41, valores consistentes durante
todo el año de estado eutrófico de la
Laguna de Y
ambo.
Los puntos de muestreo A, C y E re-
velan Índices de estado Trófico supe-
riores a los del resto de puntos,
mismos que en sus cercanías indican
zonas pobladas, con lo cual se po-
dría inferir que existen efluentes en-
viados directamente a la Laguna de
Yambo sin tratamiento previo que fa-
vorecen estados eutróficos.
La determinación de la concentra-
ción de clorofila podría fortalecer los
resultados de la presente investiga-
ción ya que es un indicativo de la
existencia o inexistencia de plantas
acuáticas que aportan con oxígeno
disuelto al agua de la laguna y se po-
dría sugerir para próximos estudios.
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(2013). Evaluación del estado trófico de seis bahías interiores del Archipiélago
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DE LA LAGUNA DE YAMBO MEDIANTE ANALISIS DE FÓSFORO
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